Задача №103
Для охлаждения пулемета во время стрельбы в его кожух наливают V = 5 л воды при 
— 10°С. За каждую 
= 1 с пулемет производит N = 10 выстрелов. При этом в патроне сгорает 
= 3 г пороха. За какое время t выкипит вся вода в кожухе, если КПД процесса теплообмена 
, а КПД пулемета 
? С какой скоростью и вылетает пуля из ствола пулемета, если ее масса 
г? Удельная теплота сгорания пороха q = 
Дж/кг, плотность воды 
, температура кипения воды 
= 100°С, удельная теплоемкость воды с = 4,2 • 103 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды 
Дж/кг. Стрельба производится непрерывно.
Решение. КПД теплообмена 
равен отношению «полезного» количества теплоты 
, пошедшего на нагревание воды и превращение ее в пар, к «затраченному» количеству теплоты 
выделенному сгоревшим порохом:
Здесь 
где масса выкипевшей воды 
, и поэтому
где масса всего сгоревшего пороха 
может быть определена произведением массы сгоревшего порога в одном патроне за единицу времени 
на все время стрельбы t и на количество патронов, равное количеству выстрелов N:
Подставим (2) и (3) в (1) и из полученного выражения определим искомое время стрельбы t:
КПД пулемета 
равен отношению кинетической энергии пули 
которую она приобретает за счет части тепловой энергии 
, выделяемой при сгорании в ней пороха, к величине этой тепловой энергии: 
Подставим (5) и (6) в (4): 
.
Отсюда 
Переведем единицы объема и масс в СИ:
Произведем вычисления:
Ответ: 
.
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:
Физика — задачи с решениями и примерами
Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:
